(1.國華太倉發(fā)電有限公司,江蘇太倉215433;2.江蘇方天電力技術(shù)有限公司,江蘇南京211102)
國華太倉發(fā)電有限公司2×600 MW超臨界機組煙氣脫硫系統(tǒng)采用2套100%煙氣處理量的石灰石-石膏濕法全煙氣脫硫裝置,脫硫系統(tǒng)吸收塔采用一爐一塔布置。該脫硫系統(tǒng)未安裝煙氣換熱器(GGH),脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細小液滴,直接排入煙囪。石灰石-石膏濕法脫硫是目前世界上技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最多的系統(tǒng)[1]。
該公司脫硫系統(tǒng)除霧器型號為DV210Ⅲ型,雙級垂直布置,斷面尺寸為13.5 m×11 m,每級除霧器分6組3層,每臺機組除霧器共36個疏水槽,除霧器葉片為“S”型;設(shè)備由德國Munters Euroformwcngym公司設(shè)計制造。脫硫吸收塔出口的水平煙道上布置有兩級除霧器,可以分離煙氣中大部分漿液霧滴,經(jīng)收集后煙氣夾帶出的霧滴均返回吸收塔漿池中。每套除霧器都安裝了噴淋水管,通過控制程序進行脈沖沖洗,用以去除除霧器表面上的結(jié)垢和補充因煙氣飽和而帶走的水分,以維持吸收塔內(nèi)要求的液位。經(jīng)處理過的脫硫煙氣連續(xù)通過兩級除霧器,使得煙氣中夾帶的大部分漿液液滴分離出來,保證煙氣出口含霧滴 <100 mg/m3。在臨界流速以內(nèi),煙氣流速越高,除霧器除霧效果越好;在臨界流速以外,除霧器除霧效果差,煙氣流速越高,除霧器除霧效果越差,導(dǎo)致引風(fēng)機、升壓風(fēng)機出口煙道放水門均流出石膏漿液,除霧器沖洗過程中煙囪漂“石膏雨”。
8號機組脫硫系統(tǒng)投入運行后,除霧器I、II級差壓的變化情況如圖1所示。8號機組脫硫系統(tǒng)投入后,除霧器II級前后差壓上升很快,特別是在4月份內(nèi)上升速度很快,差壓由420 Pa上升至850 Pa。
圖1 脫硫除霧器I、II級差壓變化情況
除霧器在每次清理之后,效果只能維持3-4個月。進入除霧器內(nèi)部檢查發(fā)現(xiàn)二級除霧器葉片堵塞很嚴(yán)重,尤其是二級除霧器中部及下部根本沒有透光之處。如圖2所示。
圖2 除霧器堵塞情況
(1)煙氣流速過大。在臨界煙氣流速范圍內(nèi),除霧器對液滴分離能力隨煙氣流速增大而提高;但當(dāng)煙氣流速超過除霧器臨界流速后,除霧器除霧能力下降,造成煙氣二次夾帶液滴。除霧器設(shè)計流速為4.2 m/s,臨界流速為6.5 m/s。脫硫系統(tǒng)試驗測試數(shù)據(jù)顯示,8號機組負荷620 MW時,平均煙氣流速達15 m/s左右,除霧器除霧能力明顯下降,形成煙氣二次夾帶石膏漿液滴飛揚,石膏漿液滴隨重力掉落地面,污染環(huán)境。
(2)脫硫吸收塔出口至除霧器煙道較短,且脫硫煙氣在吸收塔內(nèi)進行了折返,造成通過除霧器的煙氣流場不均勻,降低了除霧器除霧能力,流速高的地方除霧效果差。測試數(shù)據(jù)表明,在除霧器入口存在一個尺寸很大的旋流,旋流的位置偏向近煙囪側(cè)。煙氣流速在靠近壁面處較高,最高達到35.4 m/s,且遠煙囪側(cè)速度明顯高于近煙囪側(cè)。截面的平均流速為10.49 m/s,超過除霧器設(shè)計的極限速度,造成遠煙囪側(cè)除霧器堵塞嚴(yán)重。
針對除霧器內(nèi)流速不均的情況,主要對整流板的布置提出如下改改造方案。
(1)在吸收塔中隔板頂部增加4塊弧形導(dǎo)流板(見圖3),并且頂部整流板各層間距采取不均勻布置,以對應(yīng)頂部煙氣不均勻的狀況。
圖3改造步驟一
(2)在除霧器入口安裝4塊豎直分布的導(dǎo)流板(見圖4),采用豎板將煙道隔成5個小煙道,這樣可以有效阻止旋流或減小旋流的尺寸。而且采用遠煙囪側(cè)最短、近煙囪側(cè)逐漸變長的方式,以改變遠煙囪側(cè)流速最大的狀況。
圖4改造步驟二
(1)將每級除霧器沖洗母管單獨安裝閥門,使各級沖洗水壓力可以單獨控制,確保除霧器一、二級前、后的沖洗壓力。
(2)目前除霧器沖洗水母管壓力受脫硫系統(tǒng)以外因素影響較大,為確保除霧器沖洗水母管壓力穩(wěn)定,在改造中加裝專用的沖洗水泵,使除霧器沖洗水壓力不受干擾。
(3)改造前每次沖洗采用相鄰3根為1組,每一級共6組的循環(huán)沖洗方式,該方式會造成煙氣流場更加不均勻。同時集中沖洗導(dǎo)致疏水來不及排放,容易惡化煙氣攜帶石膏液滴。在改造中將每級除霧器分為3組,每組分別控制6個噴淋系統(tǒng),實現(xiàn)了分散沖洗,從而解決了疏水不及時、煙氣帶水及煙氣流速不均的問題。
(4)為解決除霧器疏水不暢通的問題,改造中在二級疏水槽后增加了疏水槽。
8號機組脫硫系統(tǒng)除霧器改造后,投入運行除霧器I、II級差壓的具體變化情況如圖5所示。
圖5 脫硫除霧器改造后I、II級差壓變化情況
從圖5可看出,8號機組脫硫系統(tǒng)投入運行3個月之后,除霧器II級前后差壓最大僅在200 Pa以內(nèi),在系統(tǒng)允許范圍之內(nèi),并遠低于改造前的數(shù)值。
公司在機組大修期間對脫硫系統(tǒng)除霧器進行了技術(shù)改造,投運3個月之后,除霧器Ⅱ級前后差壓最大在200 Pa以內(nèi)改造,效果明顯,可供其他同類機組脫硫系統(tǒng)除霧器參考參考。
[1]孫克勤.電廠煙氣脫硫設(shè)備及運行[M].北京:中國電力出版社,2007.